大燈支架的沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)

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1、河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 大燈支架的沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)題目來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)內(nèi)容為沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),包含了板料沖壓的要求，內(nèi)容，有一定設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)此零件的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)者對(duì)沖壓模具的基礎(chǔ)知識(shí)的理解，為以后設(shè)計(jì)復(fù)雜模具積累經(jīng)驗(yàn)。 本次設(shè)計(jì)分析了大燈支架的結(jié)構(gòu)和成型工藝，確定了三個(gè)工步：落料沖孔-沖孔-彎曲。計(jì)算了毛坯尺寸和沖壓力。為了提高大燈支架的生產(chǎn)效率

2、，設(shè)計(jì)了集兩道工序?yàn)橐惑w的落料沖孔復(fù)合模，采用彈性卸料裝置。 在模具設(shè)計(jì)中，為了提高速度和準(zhǔn)確度，用Solidworks軟件計(jì)算出了毛坯尺寸和壓力中心，畫(huà)出了模具的裝配體圖。利用沖模手冊(cè)快速設(shè)計(jì)模具，并進(jìn)行校驗(yàn)，提高了設(shè)計(jì)的速度和效率。 關(guān)鍵詞 ：落料,沖孔,復(fù)合模,彎曲,Solidworks Stamping Forming Process and Die Design For Headlight Bracket ABSTRACT The title comes from the actual production design, its conten

3、t is the stamping process and die design. It contains the sheet metal stamping’s requirement and content, there are some design sense. Through this part of the design, the designer of the basic about stamping die’s understanding is strengthened, gaining experience for the future designing complex mo

4、lds. The design analyses the headlight bracket’s structure and forming process, identified three step: Blanking and Punching - Punching - Bending. Calculateing the rough size and punch pressure. In order to improve production efficiency, design a set of two processes as one of the blanking and Punc

5、h, using elastic unloading equipment. the mold design, in order to improve the speed and accuracy, using Solidworks software to calculate the blank size and pressure center, draw the mold assembly body diagram. The rapid design of mould die manual, and check, improve the design speed and efficienc

6、y. KEY WORDS : Blanking,Punching,Composite molding, Bending, Solidworks  目錄 前 言 1 第一章 零件的工藝性分析 2 1.1零件的工藝性 2 1.1.1 零件的尺寸和形狀分析 2 1.1.2 零件材料的性能分析 3 1.1.3 零件的經(jīng)濟(jì)性分析 3 1.2 工藝方案的擬定 3 1.2.1 確定工藝方案 3 1.2.2 毛坯尺寸的確定 4 1.2.3 排樣搭邊方案確定 5 第二章 落料沖孔模具的設(shè)計(jì) 6 2.1壓力中心的確定 6 2.2沖裁工藝力的計(jì)算 6 2.2.1沖裁力的

7、計(jì)算 6 2.2.2沖裁方式 8 2.3 沖壓設(shè)備選擇及數(shù)據(jù)計(jì)算 9 2.3.1沖模封閉高度的確定 10 2.3.2模具間隙的確定 10 2.3.3凸模與凹模刃口尺寸的確定 11 2.4 模具的結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì) 12 2.4.1凹模設(shè)計(jì) 12 2.4.2凸凹模設(shè)計(jì) 13 2.4.3沖小孔凸模設(shè)計(jì) 14 2.4.4后側(cè)導(dǎo)柱上下模座的設(shè)計(jì) 14 2.4.5導(dǎo)料卸料裝置設(shè)置 15 2.4.6導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì) 16 2.4.7模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 第三章 沖孔模設(shè)計(jì) 18 第四章 彎曲模設(shè)計(jì) 19 4.1 零件工藝分析 19 4.2模具結(jié)構(gòu)方案 19 4.3有關(guān)工藝

8、及與設(shè)計(jì)計(jì)算 20 4.3.1 矯正彎曲計(jì)算 20 4.3.2 凸模圓角半徑 21 4.3.3 凹模圓角半徑 21 4.3.4凹模深度 22 4.3.5 凸凹模尺寸計(jì)算 22 4.3.6 壓力機(jī)的選擇 22 總 結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 25 致謝 26 IV 前 言 本次設(shè)計(jì)是沖壓件的成型工藝及模具設(shè)計(jì)，沖壓件在我們生活中隨處可見(jiàn)，例如汽車(chē)覆蓋件、門(mén)窗、餐具、生活用品等。已經(jīng)成為我們生活的一部分。同時(shí)，沖壓件在工業(yè)生產(chǎn)也占有重要地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年鋼材中百分之60是板材，其中大部分要用沖壓的方式加工。其基本工序有，切斷、落料、沖孔、彎曲、拉伸、縮孔、翻

9、邊、脹形等，沖壓件的成型工藝對(duì)沖壓件的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。我此次設(shè)計(jì)的零件有三道工藝，落料、沖孔和彎曲。是沖壓工藝中做基本也是普遍的工序。 模具在汽車(chē)、家用電器、兵器、日用五金制造行業(yè)中，起著重要作用。模具是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的重要工藝裝備。 本次設(shè)計(jì)的目的是： 1．培養(yǎng)查閱文獻(xiàn)的能力，此次設(shè)計(jì)很長(zhǎng)時(shí)間讓給學(xué)生來(lái)查找本專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)，通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)，材料，和加工精度的要求分析，來(lái)查閱相關(guān)資料，弄清每一步的設(shè)計(jì)原理，規(guī)則和注意事項(xiàng)。避免在設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)法挽回的失誤。 2．培養(yǎng)工程師思維，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，查找大量的圖冊(cè)和數(shù)據(jù)。獨(dú)立制作方案，然后在論證方案優(yōu)劣，最終確定最合適的。提高了自己獨(dú)立解決問(wèn)題的

10、能力。 3．鍛煉了基本工具的使用，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)出零件，用二維軟件CAD繪制出來(lái)，然后繪制出三維立體圖。熟悉了cad,solidworks的使用。 4．培養(yǎng)了自己的耐心，在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到很多問(wèn)題，無(wú)數(shù)次的修改數(shù)據(jù)，無(wú)數(shù)次的優(yōu)化三維零件圖，鍛煉自己的忍耐力，克服自己的毛病。學(xué)會(huì)在工作中嚴(yán)肅，慎重的對(duì)待自己的設(shè)計(jì)，不能隨便定數(shù)據(jù)，讓每個(gè)數(shù)據(jù)都來(lái)之有理，并合理。 5．為以后成為工程師打下基礎(chǔ)，在此次設(shè)計(jì)中了練習(xí)了一件產(chǎn)品從測(cè)量，建立二維圖，查閱資料，制定參數(shù)，修改方案，建立三維圖等過(guò)程。對(duì)產(chǎn)品從圖紙到實(shí)件有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解。 由于是第一次設(shè)計(jì)，有很多不足，請(qǐng)多多見(jiàn)諒。 第一

11、章 零件的工藝性分析 1.1零件的工藝性 1.1.1 零件的尺寸和形狀分析. 零件的尺寸形狀如下圖1-1。 圖 1-1 制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 該零件名稱(chēng)是汽車(chē)大燈支架，厚度1.5mm,用于支撐汽車(chē)霧燈。由板料沖孔、落料、彎曲等幾道工序制作而成，工件外形對(duì)稱(chēng)，且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尺寸屬中小范圍，有少量尖角，無(wú)其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無(wú)公差要求，最小圓角半徑均大于1mm，最小圓角半徑大于板料厚度的一半，因此可以彎曲成型。該零件上有5個(gè)孔，孔的精度都不高，因此可以用沖壓工藝方法生產(chǎn)且保證其精度。 1.1.2 零件材料的性能分析 零件的材料是Q235，Q代表其屈服強(qiáng)度

12、，為235MPa，塑性韌性好，有一定強(qiáng)度，但不宜進(jìn)行熱處理，常軋制成簿板，具有良好的沖壓成形性能。 1.1.3 零件的經(jīng)濟(jì)性分析 零件形狀和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)至少三道工序才能完成，需要的模具套數(shù)和工序較多，從模具的設(shè)計(jì)和制造方面考慮，模具成本高，要求該零件批量生產(chǎn)，才能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2 工藝方案的擬定 1.2.1 確定工藝方案 1.沖壓工序 沖裁該工件，需要的基本工序有： （1）沖孔 4Φ7 (2) 沖異形孔 （3）落料 （4）外緣翻邊 （5）彎曲 2. 工序

13、組合及其方案比較 方案一： 落料沖孔 4Φ7+沖異形孔；外緣翻邊+彎曲 方案二： 沖異形孔+落料；沖孔4Φ7；外緣翻邊+彎曲 方案三： 沖孔4Φ7+落料；沖異形孔；外緣翻邊+彎曲 對(duì)比以上三種方案，可以看出： 方案一：方案一不可取，把沖孔4Φ7和沖異形孔放在一起，由于孔之間的距離太近，凹模壁厚太薄，凹模強(qiáng)度不能保證。 方案二：方案二相較方案三，方案二中沖異形孔和落料放在一起復(fù)合沖裁，此方案導(dǎo)致沖裁力比較方案二大的多，對(duì)模具結(jié)構(gòu)材料和機(jī)器要求較高，制造成本增加。 通過(guò)以上的方案分析，可以看出，在大批量的生產(chǎn)條件下，根據(jù)制件形狀特點(diǎn)分析成形方案，適當(dāng)組合部分工序，選用合理結(jié)構(gòu)在

14、模具設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，它對(duì)制件的精度以及操作定位是否方便等重要問(wèn)題有較大影響，綜合考慮以上因素，方案三是比較合理的。 1.2.2 毛坯尺寸的確定 通過(guò)三維制圖軟件solidworks把此零件展開(kāi)，得到零件毛胚圖，如下圖 圖1-2 可知坯料長(zhǎng)：mm。坯料寬mm。 1.2.3 排樣搭邊方案確定 沖裁件在條料上的布置叫排樣。排樣的合理不僅影響材料的利用率還影響模具結(jié)構(gòu)和壽命、生產(chǎn)效率、工件精度等。 排樣有直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排等，由于大燈支架毛坯結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，是規(guī)則的矩形。所以選擇直排。 由于此工件是較大工件且其100＜

15、ｌ＜200，查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得其合理搭邊，a=2.0mm，b=2.5mm。 第二章 落料沖孔模具的設(shè)計(jì) 2.1壓力中心的確定 為了避免在沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均和導(dǎo)向零件加速磨損，保證壓力機(jī)和模具的正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相重合。否則就會(huì)造成刃口和其他零件的損壞，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損，影響壓力機(jī)精度。 一般沖模壓力中心的確定有兩種方法（1）解析法、（2）作圖法。這兩種方法準(zhǔn)確度不高且相當(dāng)復(fù)雜。使用SolidWorks自動(dòng)求得胚料的壓力中心： 。 圖2-1 2.2沖裁工藝力的計(jì)算

16、 2.2.1沖裁力的計(jì)算 概念：沖裁時(shí)材料對(duì)凸模產(chǎn)生反作用力，稱(chēng)為抗力。材料對(duì)凸模的最大抗力就是沖裁力。 計(jì)算公式： 或 式中：F-----沖裁力，N K-----安全系數(shù)，K=1.3 t-----材料厚度，mm -----材料的抗剪強(qiáng)度， ------材料的抗拉強(qiáng)度， 由表查出Q235的抗拉強(qiáng)度 取。沖裁力計(jì)算： = 卸料力計(jì)算： 從凸模上將零件和廢料卸下來(lái)的力叫卸料力。從凹模內(nèi)順著沖裁方向把

17、零件或廢料從凹模腔頂出的力稱(chēng)為推件力。 一般用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 推件力 頂件力 卸料力 式中 ----沖裁力 ----同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件（或廢料）數(shù)，； t----材料厚度 h----圓柱形凹模腔口高度 ----推件力、頂件力及卸料力系數(shù) 其值見(jiàn)下表 查表得， =17300.52N 推件力：查表得，凹模刃口直壁高度h=6mm =24081.288 總的沖壓力： =541973+17300

18、.52+24081.28 圖2-2 =583354.8N 583KN 2.2.2沖裁方式 采用彈性卸料裝置，如圖2-2其優(yōu)點(diǎn)是帶孔部分表面平整。 常用與于材料較?。ǎ┑闹萍? 2.3 沖壓設(shè)備選擇及數(shù)據(jù)計(jì)算 沖壓設(shè)備主要考慮以下幾點(diǎn)：（1）行程。（2）裝配模具的相關(guān)尺寸。（3）閉合高度。（4）設(shè)備噸位。 壓力機(jī)的種類(lèi)有很多分法，按驅(qū)動(dòng)滑塊力分有機(jī)械的、液壓的和氣動(dòng)的。按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)、雙動(dòng)、三動(dòng)式等。按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)可分為曲柄式、肘桿式和摩擦式等。按機(jī)身結(jié)構(gòu)可分為

19、開(kāi)式和閉式等。 對(duì)此零件參照下表1.4-22，選用公稱(chēng)壓力為630KN的開(kāi)式壓力機(jī)。 2.3.1沖模封閉高度的確定 沖模的封閉高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上模座頂面與下模座底面間的距離H。壓力機(jī)的封閉高度是壓力機(jī)的滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊下表面至工作臺(tái)墊板上表面之間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)，到達(dá)壓力機(jī)的最大封閉高度；當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)，到達(dá)壓力機(jī)的最小封閉高度。沖模的封閉高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大封閉高度和最小封閉高度之間，一般為： 參考開(kāi)式壓力機(jī)規(guī)格表，630KN開(kāi)式壓力機(jī)選用的沖模封閉高度為 。 2.3.2模具間隙的確定 確定凸凹模間隙值，有理論發(fā)和經(jīng)驗(yàn)法兩種。

20、理論確定法： 同時(shí)間隙值也可以沖壓手冊(cè)中查表獲得：材料Q235，板料厚度1.5mm 其最小合理間隙 最大合理間隙。 2.3.3凸模與凹模刃口尺寸的確定 模具的刃口尺寸和公差會(huì)對(duì)制件的精度產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)是如何確定沖裁模具的凸、凹模的刃口尺寸和公差。 凸凹模刃口尺寸公差計(jì)算原則當(dāng)落料時(shí)，以凹模當(dāng)成設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)件，而在沖孔過(guò)程中，將凸模當(dāng)做設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)件。 沖孔時(shí)，先確定凸模的刃口尺寸，凹模的基本尺寸是凸模刃口的基本尺寸再加上一個(gè)最小的間隙值，考慮到凸模在磨損一些后依然能夠使用，凸模刃口的基本應(yīng)該大于或者接近所沖孔

21、的最大極限值。 落料時(shí)，首先要確定凹模的刃口尺寸。凸模的基本尺寸是凹模刃口的基本尺寸再減去一個(gè)最小的間隙值，考慮到凹模在磨損一些后依然能夠使用，凹模刃口的基本應(yīng)該等于或者接近所沖孔的最小極限值。 通常，模具的制造精度要比零件的精度剛上2到3級(jí)。 要生產(chǎn)的零件上有5個(gè)孔，四個(gè)直徑的圓孔和一個(gè)異形孔。采用凸凹模配合加工，配合加工是先按基準(zhǔn)件尺寸加工出基準(zhǔn)件，然后根據(jù)制造出的實(shí)際基準(zhǔn)件按所需的間隙配作另一件，這樣在圖中的尺寸就可以簡(jiǎn)化，只要標(biāo)注基準(zhǔn)件尺寸及公差，而另一件的尺寸不需計(jì)算，只注明按基準(zhǔn)件配作加工，并給出間隙值即可以了。這種方法不僅容易保證間隙值，而且制造加工也比較容易，廣泛運(yùn)用于目

22、前工廠的實(shí)際制作。 落料件凹模磨損情況:第一類(lèi)是凹模磨損后增大尺寸，第二類(lèi)是凹模磨損后變小尺寸，第三類(lèi)是凹模磨損后沒(méi)有變化的尺寸。 同理沖孔件凸模磨損情況也可以分為以上三類(lèi)尺寸。其基準(zhǔn)件刃口尺寸可按下面三式計(jì)算： 2.4 模具的結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì) 2.4.1凹模設(shè)計(jì) 凸模和凹模以及凸凹模都采用機(jī)械固定的方式，但是凸模是通過(guò)臺(tái)階和螺栓的固定與固定板固定在一起，而且與固定板之間的配合方式采用H7/m6的配合，凹模則是選擇螺栓的方式與固定板連接在一起，同樣與固定板之間的配合方式采用H7/m6的配合凸凹模直接用螺栓和銷(xiāo)釘固定在下模座上。 凹模的結(jié)構(gòu)有兩種，分別是整體式和

23、鑲嵌式，因?yàn)榱慵男螤钜?guī)則，這里我將采用的是整體式的結(jié)構(gòu)。由于零件的生產(chǎn)批量較大，考慮到凹模的磨損和為了保證零件的形狀和尺寸完整，采用直壁式凹模，凹模輪廓尺寸計(jì)算如下圖： 由上表查，可確定凹模c=48mm，H=30mm。 結(jié)合零件尺寸，設(shè)計(jì)的凹模，材料：T8A如圖2-3。 圖2-3 2.4.2凸凹模設(shè)計(jì) 此零件凸凹模的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，參照沖壓手冊(cè)，如圖 板料厚度1.5mm,最小壁厚a=3.8，零件圖滿足，材料T8A。 圖凹模2-4 設(shè)計(jì)零件如圖2-4， 2.4.3沖小孔凸模設(shè)計(jì) 沖小孔凸模選用整體式，用固定板和墊板通過(guò)銷(xiāo)釘定位，螺栓固定在上模座上，如果材料

24、用9Mn2V、Cr12MoV、Cr12，那么要求硬度HRC58-62，尾部回火熱處理達(dá)到HRC40-50。如果是T10A，Cr6WV、那么要求硬度HRC56-60，尾部回火熱處理HRC40-50。技術(shù)條件，按GB/T7653-1994的規(guī)定。 設(shè)計(jì)零件如圖2-5，材料采用T8A，其特性是淬火回火后有較高的硬度和耐磨性，所以被用作需要具有較高硬度和耐磨性的的工具。它的化學(xué)。其規(guī)格BII 7X55 2.4.4后側(cè)導(dǎo)柱上下模座的設(shè)計(jì) 由于模具經(jīng)常處于高速撞擊狀態(tài)下，受到大量的沖擊和震動(dòng)。所以其材料選用HT200，其抗拉強(qiáng)度和塑性低，但是它的鑄造性能好，易成型。并且它的減震性能優(yōu)良。機(jī)械性

25、能。彈性模量：。剪切模量：。泊松比：。熔點(diǎn)：。圖2-6是下模座設(shè)計(jì)圖，其尺寸為。圖2-7是上模座的設(shè)計(jì)圖，其尺寸為。 圖 2-6 圖 2-7 2.4.5導(dǎo)料卸料裝置設(shè)置 在落料時(shí)，板料卡在凸凹模上，所以需要卸料裝置。本套模具選用彈性卸料裝置，卸料板通過(guò)卸料螺釘固定在下模座上，由彈簧的彈力提供卸料力。同時(shí)在卸料板上使用彈性擋料銷(xiāo)，做定位使用。其材料都是用45鋼。45鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分元素比例（％）：碳；鉻；錳； 鎳 ；磷；硫；硅 卸料版設(shè)計(jì)圖如圖2-8。規(guī)格：31225010；材料45鋼。 圖2-8 活動(dòng)擋料銷(xiāo)設(shè)計(jì)如圖2-9，材料

26、45鋼。 圖2-9 2.4.6導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)套參照標(biāo)準(zhǔn)件選??； 導(dǎo)柱規(guī)格直徑40mm，公差帶h5，長(zhǎng)度L為260mm的A型導(dǎo)柱。技術(shù)條件：按JB/T8070--1995的規(guī)定。粗糙度由制造廠決定。 導(dǎo)套規(guī)格直徑40mm，公差帶H6，長(zhǎng)度L為140mm，H=53mm的A型導(dǎo)套。技術(shù)條件：按JB/T8070--1995。粗糙度由制造廠商決定。 導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì)圖如圖2-10和2-11： 圖2-10 圖2-11 2.4.7模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本套模具是沖孔落料復(fù)合模，模具結(jié)構(gòu)倒裝。具體結(jié)構(gòu)如下圖 圖 落料沖孔模具結(jié)構(gòu)圖 1.下模座 2.內(nèi)六角螺釘

27、 3.導(dǎo)柱 4.彈簧 5.卸料版 6.活動(dòng)擋料銷(xiāo) 7.內(nèi)六角螺釘 8.導(dǎo)套 9.上模座 10.墊板 11.推桿 12.推板 13.打桿 14.模柄 15.內(nèi)六角螺釘 16.沖小孔凸模 17.固定板 18.頂尖塊 19.凹模 20.凸凹模 21.固定板 22.彈簧 23.卸料螺釘 24.圓柱銷(xiāo) 25.活動(dòng)擋 25 第三章 沖孔模設(shè)計(jì) 零件經(jīng)過(guò)落料沖孔之后，初步外形結(jié)構(gòu)已確定，然后需要沖中間的異形孔，此工布是單工序工步，比較簡(jiǎn)單。其沖裁力，沖裁工藝設(shè)備的選擇，凸凹模尺寸的計(jì)算都可以參照第二章。因比較簡(jiǎn)單，在此不在贅述。 第四章 彎曲模設(shè)計(jì) 彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變

28、形，形成一定曲率和角度零件的沖壓工序。其種類(lèi)有，板料彎曲，棒料彎曲，型材彎曲和管材彎曲。我們的零件彎曲屬于板料彎曲。 4.1 零件工藝分析 該零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、和材料均符合彎曲工藝的要求，相對(duì)彎曲半徑r/t=2≤5,回彈現(xiàn)象不嚴(yán)重。 零件彎曲部位是R3mm的圓弧 4.2模具結(jié)構(gòu)方案 圖4-1 1-下底板 2-螺釘3-特種螺釘 4-導(dǎo)柱 5-凹模 6-凸凹模 7-導(dǎo)套 8-上底板9-螺釘 10-模柄11-螺釘 12-彈簧 13-頂出銷(xiāo) 14-頂出器 15-圓柱銷(xiāo) 此套模具主要用于零件的彎曲成型，由于零件彎曲部位較多，且比較復(fù)雜，則設(shè)計(jì)此套模具進(jìn)

29、行一次彎曲成型。首先落料沖孔后的板料頂出器上，由兩個(gè)定位板，進(jìn)行定位。凸凹模上的頂出銷(xiāo)起固定壓緊板料的作用，然后凸凹模帶著板料下行，與凸模配合，進(jìn)行中間板料的彎曲成型。直到板料與凹模成型外緣彎曲為止。然后由頂出器頂出成型零件。 4.3有關(guān)工藝及與設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1 矯正彎曲計(jì)算 按照下面的公式僅近似計(jì)算 式中——矯正彎曲力，單位為N； A——校正部分投影面積，單位為mm； q——單位校正力，單位為MPa，經(jīng)過(guò)查手冊(cè) 材料 材料厚度t/mm 小于1 1到3 3到6 6到10 鋁 10~20 20~30 30~40 40~50 黃銅 20~30

30、 30~40 40~50 60~80 10到20鋼 30~40 40~60 60~80 80~100 25到35鋼 40~50 50~70 70~100 100~120 Q235這種金屬材料屬于軟材料，接近于20鋼，所以取為50MPa A=3769.3mm 得， =188465N ==226158N 式中——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力（N）； ——彎曲件的寬度（mm）； ——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm）； ——彎曲件材料厚度（mm）； ——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）； ——安全系數(shù)，一般取K=1.3. 外緣翻邊的自由彎曲力== 內(nèi)部自

31、由彎曲力 4.3.2 凸模圓角半徑 當(dāng)較小時(shí)，即時(shí)。凸模的圓角半徑選用彎曲件的內(nèi)彎半徑，即。若是，則應(yīng)該取，要先將彎曲件彎曲到較大的圓角半徑，然后再采用整形工序進(jìn)行整形處理，減小其圓角半徑，使彎曲件圓角半徑的要求得到滿足。當(dāng)零件的相對(duì)彎曲半徑r/t≧10時(shí)，這時(shí)由于彎曲件圓角半徑的回彈比較大，所以要考慮回彈因素。凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作出相應(yīng)的調(diào)整。 此零件，所以凸模圓角半徑應(yīng)。 4.3.3 凹模圓角半徑 模具壽命、彎曲件質(zhì)量、彎曲變形力等影響著凹模的圓角半徑。凹模圓角半徑過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致板料被拉入凹模時(shí)的滑動(dòng)阻力過(guò)大。容易使板料容易產(chǎn)生擦傷或壓痕，大大增加彎曲力甚至減少模具使

32、用壽命。但當(dāng)凹模圓角半徑過(guò)大時(shí)就會(huì)大大降低板料定位的準(zhǔn)確度。在實(shí)際生產(chǎn)中凹模的圓角半徑要根據(jù)板料厚度來(lái)確定。 當(dāng)時(shí)，=6。 4.3.4凹模深度 彎曲凹模深度要合適。若凹模深度過(guò)小，工件兩端的自由部分太多，導(dǎo)致彎曲回彈大，不平直，影響零件質(zhì)量。若凹模深度過(guò)大，會(huì)浪費(fèi)過(guò)多模具剛才，需要壓力機(jī)有較大行程。 4.3.5 凸凹模尺寸計(jì)算 用內(nèi)形尺寸標(biāo)注的彎曲件，應(yīng)該以凸模為基準(zhǔn)確定凹模尺寸。 當(dāng)工件為雙向偏差時(shí)： 當(dāng)工件時(shí)負(fù)偏差時(shí)： 凹模尺寸均為 式中： --凹模尺寸（mm） --凸模尺寸（mm） --彎曲件的基本尺寸（mm） --彎曲件尺寸公差（mm） --

33、凸、凹模之間的單邊間隙（mm） --凸凹摸的制造公差，采用標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí) 4.3.6 壓力機(jī)的選擇 由于 ==226158N，參照工廠實(shí)際條件，落料沖孔的630的開(kāi)式壓力機(jī)完全能滿足需求，為了減少成本，就選用630的開(kāi)式壓力機(jī)。其具體數(shù)據(jù)參照落料沖孔模中的圖表。 總 結(jié) 此次大燈支架的沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)的課題讓我學(xué)到了很多東西。當(dāng)拿到這個(gè)題目的時(shí)候，我覺(jué)得這個(gè)很簡(jiǎn)單所以不是很在意，但當(dāng)真正開(kāi)始工作時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)不知道怎么開(kāi)始，覺(jué)得很難。開(kāi)始進(jìn)展很慢，看二維圖，慢慢腦海里知道了我要做的大燈支架是什么形狀。然后就要把它的三維圖畫(huà)出來(lái)，但當(dāng)時(shí)自己三維并沒(méi)有接觸鈑金件的畫(huà)圖訓(xùn)練，就去

34、圖書(shū)館借書(shū)，自學(xué)軟件自帶教程，終于幾天后我畫(huà)出了漂亮標(biāo)準(zhǔn)的三維圖。然后通過(guò)軟件直接計(jì)算出了零件的壓力中心，比起書(shū)本上的傳統(tǒng)的確定壓力中心的方法效率和準(zhǔn)確度提高了很多倍。隨著時(shí)間的推進(jìn)，慢慢開(kāi)始了模具的設(shè)計(jì)，教學(xué)過(guò)程中所學(xué)的只是認(rèn)識(shí)，我并沒(méi)有去深入思考和了解。然而當(dāng)需要我去設(shè)計(jì)一套模具時(shí)，感覺(jué)需要了解的東西太多了。零件工藝性的分析，能不能用沖壓的方式把這個(gè)零件做出來(lái)。考慮零件需要幾個(gè)工步做出來(lái)，怎么組合工步，怎么選擇一個(gè)最好的方案。當(dāng)方案確定后，就開(kāi)始模具的設(shè)計(jì)了。我這次零件需要落料、沖孔和彎曲三個(gè)基本工步，我選擇了落料沖孔復(fù)合模然后沖中間異形孔最后彎曲制成。落料沖孔中要考慮排樣問(wèn)題，讓板料的使

35、用率達(dá)到最大，節(jié)約材料，創(chuàng)造更大的財(cái)富。排樣方案確定后，要計(jì)算壓力中心，要計(jì)算沖裁力。然后選擇合適的壓力機(jī)。然后開(kāi)始設(shè)計(jì)模具了，落料沖孔倒裝復(fù)合模，首先由凹模的周界確定模座的長(zhǎng)寬，在查標(biāo)準(zhǔn)模座表確定其規(guī)格。然后確定導(dǎo)柱導(dǎo)套。接著開(kāi)始設(shè)計(jì)其工作零件凸模和凹模，參考資料決定選擇a型標(biāo)準(zhǔn)凸模，采用臺(tái)肩固定。凹模是整體式的，同時(shí)采用螺釘和銷(xiāo)釘直接固定。凸凹模也采用臺(tái)肩固定，銷(xiāo)釘定位。卸料用彈性卸料版，同時(shí)用活動(dòng)擋料銷(xiāo)對(duì)板料定位，沖孔后的板料用頂件塊頂出。對(duì)于沖異形孔模，要比落料沖孔倒裝復(fù)合模簡(jiǎn)單很多，就是一個(gè)卸料和定位問(wèn)題，采用固定卸料版，擋料銷(xiāo)定位即可。對(duì)于彎曲模，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，定位采用定位板定

36、位，首先讓中部進(jìn)行彎曲成型，最后成型外緣翻邊。為了更好的表述模具結(jié)構(gòu)，都在SOLIDWORKS上做出了三維圖，最后生成了裝配圖，鍛煉了自己三維制圖的能力。 總之，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我明白了，要想成為一名合格的工程師，必須要付出很大的努力，不能紙上談兵，要親自實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)踐提高自己的能力。 參考文獻(xiàn) [1] 夏巨諶.中國(guó)模具工程大典第五卷.北京：電子工業(yè)出版社，2007：133-251 [2] 王衛(wèi)衛(wèi)．材料成形設(shè)備．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：278-285 [3] 彭建生.模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005:65-88 [4]

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